ザンビアのペルミ紀に生息するゴルゴノプシオン（シナプシダ）の骨病変と非哺乳類四足類の化石における骨膜反応の調査

Investigation of a bone lesion in a gorgonopsian (Synapsida) from the Permian of Zambia and periosteal reactions in fossil non-mammalian tetrapods.

• Kyle M Kato
• Elizabeth A Rega
• Christian A Sidor
• Adam K Huttenlocker

抄録

哺乳類との距離は遠いが、ペルミ紀のゴルゴノプスの解剖学は、非哺乳類のシナプスの機能生物学と、象徴的な「哺乳類のような」解剖学的特徴の起源に光を当ててきた。しかし、ゴルゴノプスの行動や生理学についてはほとんど知られておらず、これは馴染みのある哺乳類の特徴が生じた古生物学的文脈を再構築するのに役立つだろう。本研究では、マルチモーダルイメージングを用いて、二畳紀後期のゴルゴノプスシナプスの前肢の離散的な骨病変を報告し、反応性骨膜骨沈着を記録し、前生代シナプスにおける骨格治癒反応の起源と多様性についての洞察を提供することを目的とする。左橈骨の前側（前軸）軸に限局した病変は急性骨膜炎であり、保存的には骨膜下血腫として発症し、その後の骨沈着と限定的な内部修復を伴う可能性が高いことを示唆している。この部位には、内側に不規則から橈骨骨棘を形成する反応性皮質骨のゾーンと、外側に鈍化した骨膜下骨の密度の高いゾーンがあり、これらはすべて1回の成長期に発生した可能性が高い。現代の爬虫類（クロコダリア類、バラノイド類）の調査では、このような血腫は、他の文書化された骨相症と比較してまれである。治癒反応の程度と速さは、哺乳類や恐竜の骨病理学を彷彿とさせるものであり、恐竜以外の爬虫類と比較して、行動や骨の生理学が異なることを示しているのかもしれない。本報告書は、初期シナプスで認識されていると考えられる病気の実体の増加するリストに加え、哺乳類の先祖の病理と病気に対する骨の反応の進化の比較ベースラインを広げるものである。この記事は「脊椎動物の古生理学」というテーマの一部です。

While only distantly related to mammals, the anatomy of Permian gorgonopsians has shed light on the functional biology of non-mammalian synapsids and on the origins of iconic 'mammal-like' anatomical traits. However, little is known of gorgonopsian behaviour or physiology, which would aid in reconstructing the paleobiological context in which familiar mammalian features arose. Using multi-modal imaging, we report a discrete osseous lesion in the forelimb of a late Permian-aged gorgonopsian synapsid, recording reactive periosteal bone deposition and providing insights into the origins and diversity of skeletal healing responses in premammalian synapsids. We suggest that the localized lesion on the anterolateral (preaxial) shaft of the left radius represents acute periostitis and, conservatively, most likely developed as a subperiosteal haematoma with subsequent bone deposition and limited internal remodelling. The site records an inner zone of reactive cortical bone forming irregular to radial bony spicules and an outer, denser zone of slowed subperiosteal bone apposition, all of which likely occurred within a single growing season. In surveys of modern reptiles-crocodylians, varanids-such haematomas are rare compared to other documented osteopathologies. The extent and rapidity of the healing response is reminiscent of mammalian and dinosaurian bone pathologies, and may indicate differing behaviour or bone physiology compared to non-dinosaurian reptiles. This report adds to a growing list of putative disease entities recognized in early synapsids and broadens comparative baselines for pathologies and the evolution of bone response to disease in mammalian forebears. This article is part of the theme issue 'Vertebrate palaeophysiology'.